De Toshiba MG04SCA-serie harde schijven voor ondernemingen maakt gebruik van een 3.5-inch vormfactor, 7,200 RPM spindel en SAS-interface in capaciteiten tot 5 TB. De schijf heeft een doorvoercapaciteit tot 205 MB/s in de capaciteit van 5 TB, die vijf platters van 1 TB gebruikt (de de vorige generatie gebruikte 800 GB/platter. De MG04SCA is ook de eerste zakelijke harde schijf die wordt geleverd met 4K native sectorlengtes, hoewel er ook een AF-model beschikbaar is. Toshiba biedt ook wat zij noemen "persistente schrijfcache-technologie" met de schijven, wat winst oplevert in prestaties en gegevensbetrouwbaarheid.
De Toshiba MG04SCA-serie harde schijven voor ondernemingen maakt gebruik van een 3.5-inch vormfactor, 7,200 RPM spindel en SAS-interface in capaciteiten tot 5 TB. De schijf heeft een doorvoercapaciteit tot 205 MB/s in de capaciteit van 5 TB, die vijf platters van 1 TB gebruikt (de de vorige generatie gebruikte 800 GB/platter. De MG04SCA is ook de eerste zakelijke harde schijf die wordt geleverd met 4K native sectorlengtes, hoewel er ook een AF-model beschikbaar is. Toshiba biedt ook wat zij noemen "persistente schrijfcache-technologie" met de schijven, wat winst oplevert in prestaties en gegevensbetrouwbaarheid.
Persistent Write Cache (PWC) betekent in feite dat gegevens in de schrijfcache die nog niet volledig naar de media zijn geschreven, "blijven bestaan" in het geval van een plotselinge stroomuitval; dit is erg handig voor Advanced Format-schijven die geëmuleerde 512 (512e) sectoren ondersteunen. Wanneer een niet-uitgelijnde schrijfactie plaatsvindt, kan dit een "lezen-wijzigen-schrijven"-bewerking veroorzaken, waarbij een extra rotatie van de schijf nodig is om de gewijzigde sector naar het opslagmedium te schrijven. Als er zich een stroomstoot of -verlies voordoet, wordt de tegen-EMF-energie van de spilmotor dus gebruikt om het beveiligingscircuit voor schrijfgegevensverlies van stroom te voorzien en is het ook in staat om de overdracht van de RMW-gegevens naar het NV-geheugen van stroom te voorzien. Wanneer de stroom is hersteld, worden de RMW-gegevens hersteld van het NV-geheugen naar de schrijfcache en is de RMW-bewerking voltooid. Deze functionaliteit helpt eventuele inconsistenties tussen schrijfgegevens die de host heeft overgedragen en schrijfgegevens die de drive heeft vastgelegd op de opslagmedia te beperken. Wat betreft de invloed op de prestaties van de MG04SCA serie versnelt de PWC-functie willekeurige schrijf-IOPS-prestaties wanneer deze wordt uitgevoerd met schrijfcache uitgeschakeld.
De Toshiba MG04SCA is verkrijgbaar met een capaciteit van 2 TB, 3 TB, 4 TB en 5 TB en wordt gedekt door een beperkte garantie van 5 jaar. In deze review gaan we kijken naar de 16x van de 5TB capaciteit.
Toshiba MG04SCA-serie specificaties
- Schijfcapaciteit: 2 TB, 3 TB, 4 TB, 5 TB
- Schijfinterface: SAS-2.0 (1.5 Gb/sec, 3.0 Gb/sec, 6.0 Gb/sec)
- Logische blokken (LBA):
- MG04SCAxxxA/AY: 4,096/4,160/4,224B
- MG04SCAxxxE/EY: 512/520/528B (emulatie)
- Prestatie
- Gemiddelde zoektijd (lezen): 8.5 ms
- Gemiddelde zoektijd (schrijven): 9.5 ms
- Rotatiesnelheid: 7,200 tpm
- Gemiddelde latentie: 4.17 ms
- Aanhoudende overdrachtssnelheid (max.):
- 175 MiB/s (2TB)
- 185 MiB/s (3TB)
- 185 MiB/s (4TB)
- 205 MiB/s (5TB)
- Buffergrootte: 64MiB FIFO-ringbuffer
- Stroomvoorziening
- Spanning: +5V ± 5%, +12V ± 5%
- Lees-/schrijfvermogen: 11.3 watt
- Laag stroomverbruik inactief: 6.2 watt
- Fysieke afmetingen
- Afmetingen (B)x(D)x(H): 101.6 mm x 147 mm x 26.1 mm
- Gewicht: 720 g (maximaal)
- Mileu
- Temp – In bedrijf: 5° tot 55°C
- Temp – niet in bedrijf: -40° tot 70°C
- Trillingen – Werkend:
- 7.35 m/s² {0.75G} (5~300Hz)
- 2.45 m/s² {0.25G} (300~500Hz)
- Trillingen - niet in bedrijf: 49 m/s² {5G} (5~500Hz)
- Schokken – In bedrijf: 686 m/s² {70G} (2ms duur)
- Schokken - niet in bedrijf: 2,940 m/s² {300G} (duur van 2 ms)
- Akoestiek (klaar): 31 dB
- Betrouwbaarheid
- MTTF: 1,400,000 uur
- Laden/lossen: 600,000 keer
- Bedrijfsconditie: 24 uur per dag, 7 dagen per week
- Garantie: Beperkte Garantie / 5 jaar (vanaf aankoopdatum)
Ontwerp en bouw
Het ontwerp van de MG04SCA lijkt erg op Toshiba's andere line enterprise HDD's: het heeft een zwarte behuizing met een roestvrijstalen bovenklep met een sticker met basisinformatie over de schijf en branding.
De MG04SCA is een standaard 3.5-inch harde schijf op basis van een SAS 6Gbps-interface. De zijkanten van de Toshiba MG04SCA HDD zijn voorzien van zes schroefgaten, zodat we de schijf kunnen monteren.
De Toshiba MG04SCA HDD maakt gebruik van een LSI-controller.
Achtergrond en vergelijkingen testen
Voor onze tests hebben we 16 Toshiba MG5SCA HDD's van 04 TB gebruikt. Enterprise HDD-vergelijkingen voor deze beoordeling:
- Seagate Constellation ES.3 4TB
- Seagate Constellation ES.2 3TB
- Toshiba 4TB SAS
- Toshiba 3TB SAS
- HGST Ultrastar He6 6TB
- Hitachi 7K4000 SAS 4TB
- Seagate Enterprise Capaciteit v.4 6TB
Alle zakelijke HDD's worden voor elke test gebenchmarkt op hetzelfde testplatform.
Voor onze Synthetic FIO-tests gebruiken we onze ThinkServer RD240 geconfigureerd met:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB cachegeheugen)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-bits en CentOS 6.2 64-bits
- Intel 5500+ ICH10R-chipset
- Geheugen – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 geregistreerde RDIMM's
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gb/s HBA
Applicatietests hebben elk een unieke omgeving die op elk wordt beschreven benchmark pagina. Voor gevallen waarin 16 schijven worden getest, an iXsystems Titan 316J JBOD is toegevoegd aan de omgeving en via een externe SAS-kabel aangesloten op het betreffende cluster.
Analyse van applicatieprestaties
In de zakelijke markt is er een enorm verschil tussen hoe producten beweren te presteren op papier en hoe ze presteren in een live productieomgeving. We begrijpen hoe belangrijk het is om opslag te evalueren als onderdeel van grotere systemen, vooral hoe responsief opslag is bij interactie met belangrijke bedrijfsapplicaties. Hiertoe hebben we applicatietests uitgerold, waaronder onze MySQL-prestaties via SysBench en SQL Server-prestaties via Benchmark Factory.
Onze eerste toepassingstest bestaat uit Percona MySQL-databasetest via SysBench, die de prestaties van OLTP-activiteit meet. In deze testconfiguratie gebruiken we een groep van Lenovo Think Server RD630s en laad een database-omgeving op een enkele SATA-, SAS- of PCIe-schijf of een groep HDD's met behulp van een LSI 9286-8e RAID-kaart. Deze test meet de gemiddelde TPS (transacties per seconde), de gemiddelde latentie en de gemiddelde latentie van het 99e percentiel over een bereik van 2 tot 32 threads. Percona en MariaDB gebruiken de Fusion-io flash-aware applicatie-API's in de meest recente releases van hun databases, hoewel we voor deze vergelijking elk apparaat testen in hun "legacy" blokopslagmodi.
In onze benchmark voor gemiddelde transacties per seconde begon de Toshiba MG04SCA slecht en eindigde aan de onderkant van het peloton met 219.93 TPS aan het einde van de test. Zoals verwacht was de best presterende hier de Seagate Enterprise Capacity SAS met bijna 350TPS.
Het meten van de gemiddelde latentie in onze Sysbench MySQL-test vertelde een soortgelijk verhaal, waarbij de Toshiba-schijf met 145.49 ms aan de onderkant van het peloton eindigde. De best presterende hier was opnieuw de Seagate Capacity SAS.
In termen van ons worst-case MySQL-latentiescenario (99e percentiellatentie), schoof de Toshiba MG04SCA 4K deze keer naar de laatste plaats (416.24 ms) met 32T.
OpslagReview's Microsoft SQL Server OLTP-testprotocol maakt gebruik van de huidige versie van Benchmark C (TPC-C) van de Transaction Processing Performance Council, een online transactieverwerkingsbenchmark die de activiteiten in complexe applicatieomgevingen simuleert. De TPC-C-benchmark komt dichterbij dan synthetische prestatiebenchmarks bij het meten van de sterke punten en knelpunten van opslaginfrastructuur in database-omgevingen. Voor deze test gebruikt ons SQL Server-protocol een SQL Server-database van 333 GB (1,500 schaal) en meet het de transactieprestaties en latentie onder een belasting van 15,000 virtuele gebruikers.
Vergelijkbaar met onze bevindingen met de Sysbench-test, tDe posities waren vrijwel hetzelfde wat betreft transactieprestaties; de ToshibaMG04SCA was de derde laatste met 2,822.8 TPS.
De resultaten werden gespiegeld tijdens onze gemiddelde latentiebenchmark voor SQL-uitvoer. Hier eindigde de Toshiba-schijf opnieuw op de derde plaats met 574 ms. Het is niet verwonderlijk dat de Seagate Enterprise Capacity SAS opnieuw als eerste eindigde.
Enterprise synthetische werklastanalyse
Ons benchmarkproces voor zakelijke harde schijven preconditioneert elke schijf in stabiele toestand met dezelfde werkbelasting waarmee het apparaat zal worden getest onder een zware belasting van 16 threads met een uitstekende wachtrij van 16 per thread, en vervolgens getest in vaste intervallen in meerdere threads/wachtrijen diepteprofielen om de prestaties bij licht en zwaar gebruik weer te geven. Aangezien harde schijven zeer snel hun nominale prestatieniveau bereiken, zetten we alleen de belangrijkste onderdelen van elke test in een grafiek.
Primaire steady-state-tests:
- Doorvoer (lezen+schrijven IOPS aggregaat)
- Gemiddelde latentie (lees- en schrijflatentie samen gemiddeld)
- Maximale latentie (piek lees- of schrijflatentie)
- Latentie Standaarddeviatie (Lezen + Schrijven Standaarddeviatie samen gemiddeld)
Onze Enterprise Synthetic Workload Analysis omvat vier profielen op basis van taken uit de echte wereld. Deze profielen zijn ontwikkeld om het gemakkelijker te maken om te vergelijken met onze eerdere benchmarks en met algemeen gepubliceerde waarden zoals max. 4K lees- en schrijfsnelheid en 8K 70/30, wat vaak wordt gebruikt voor zakelijke schijven.
- 4K
- 100% lezen of 100% schrijven
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% lezen, 30% schrijven
- 100% 8K
- 128K (opeenvolgend)
- 100% lezen of 100% schrijven
- 100% 128K
In de eerste van onze enterprise-workloads hebben we een lange steekproef van willekeurige 4k-prestaties gemeten met 100% schrijf- en 100% leesactiviteit om onze maximale aanhoudende willekeurige I/O-resultaten te krijgen. Hier plaatste de Toshiba MG04SCA een indrukwekkende 271 IOPS voor schrijven en 277 IOPS voor lezen, waarmee hij in beide categorieën de eerste plaats behaalde.
Nogmaals, de Toshiba-schijf was de snelste schijf in zowel lees- als schrijffuncties als we kijken naar de gemiddelde latentie. In deze benchmark scoorde het slechts 922.48 ms lezen en 940.94 ms schrijven, met als op één na beste schijf de Seagate Enterprise Capacity v.4.
Als we kijken naar de Max Latency-metingen, kreeg de Toshiba-drive een beetje een hit in prestaties met 3,903 ms lezen en 2,634 ms schrijven, precies in het midden van het pakket.
In onze standaarddeviatie-benchmark plaatste de Toshiba MG04SCA opnieuw cijfers waarmee hij in het midden van onze ranglijst kwam te staan (304.99 ms schrijven, 484.15 lezen).
Vergeleken met de vaste werklast van 16 threads en max. 16 wachtrijen die we hebben uitgevoerd in de 100% 4k-schrijftest, schalen onze gemengde werklastprofielen de prestaties over een breed scala aan thread/wachtrij-combinaties. In deze tests variëren we de werklastintensiteit van 2 threads en 2 wachtrijen tot 16 threads en 16 wachtrijen. De Toshiba MG04SCA was een van de betere schijven die werden getest in de uitgebreide 8k 70/30-benchmarks.
Wat betreft doorvoer presteerde de Toshiba MG04SCA het best met 282 IOPS aan het einde van de test op 16T16Q. De meeste andere schijven overtroffen de 200 IOPS-markering, met uitzondering van de Seagate Constellation 3TB.
In onze gemiddelde latentiebenchmark stond de Toshiba MG04SCA-schijf opnieuw bovenaan het klassement, met 905.23 ms, de enige schijf die tijdens de test onder de 1000 ms bleef.
Bij het opnemen van maximale latentie vertoonden de meeste schijven tamelijk inconsistente prestaties. Dat gezegd hebbende, de Toshiba MG04SCA werd tweede door 16T16Q, met een latentie van 3,438.76 ms. De Seagate Constellation ES.3 4TB presteerde aan het einde van de test het snelst met 3,286.2 ms.
De Toshiba-drive vertoonde tijdens het grootste deel van de benchmark een goede consistentie in de analyse van de standaarddeviatie; er was echter een enorme piek nodig bij 16T16Q en eindigde aan de onderkant van het peloton met een relatief hoge 522.34ms.
Onze Enterprise Synthetic Workload 128K-test is een sequentiële test met grote blokken die de hoogste sequentiële overdrachtssnelheid voor een platterschijf laat zien. Als we kijken naar 128K-prestaties van 100% schrijf- en 100% leesactiviteit, presteerde de Toshiba MG04SCA zeer goed in zowel lees- als schrijffuncties, met een tweede plaats in beide kolommen (respectievelijk 214,155 KB/s en 214,685 KB/s). Dit was net achter de Seagate Enterprise Capacity v.4 6TB, die 221,683 KB/s scoorde bij lezen en 221,729 KB/s bij schrijven.
Conclusie
De Toshiba MG04SCA is een 3.5-inch enterprise-HDD die is ontworpen voor use-cases zoals midline en nearline bedrijfskritische workloads met capaciteitspunten tot 5TB. De MG04SCA is ook de eerste zakelijke harde schijf die is uitgerust met 4K native sectorlengtes en een AF-versie om de use cases te verbreden. Toshiba heeft zijn aandrijflijn uitgerust met handige functies zoals persistente schrijfcache en "instant" cryptografisch wissen (SIE), waarmee schijven snel kunnen worden gewist wanneer dat nodig is. De eerste helpt bij het beschermen tegen gegevensverlies tijdens plotselinge stroomuitval en helpt bij het verbeteren van de prestaties en de algehele gegevensbetrouwbaarheid.
Als we kijken naar de specifieke kenmerken van zijn prestaties, presteerde de Toshiba MG04SCA goed in onze synthetische tests, maar concurreerde niet zo sterk in onze toepassingstests. Het pochte nummers aan de top van ons leaderboard in veel van onze FIO-workloads. In onze 4k-benchmarks behaalde de Toshiba-drive de eerste plaats in zowel onze doorvoer (271 IOPS schrijven en 277 IOPS lezen) als gemiddelde latentie (922.48 ms lezen en 940.94 ms schrijven). Onze 8K 70/30-workload, waarbij we de werklastintensiteit overspannen van 2 threads en 2 wachtrijen tot 16 threads en 16 wachtrijen, laat zien dat de Toshiba MG04SCA een van de betere schijven is die met de hoogste eer is getest in zowel doorvoer (282 IOPS) als gemiddelde latentie (905.23ms) tegen het einde van de wachtrijdiepte. Aan de meer praktische toepassingskant deed de Toshiba-schijf het echter niet erg goed in onze SQL Server- of MySQL-tests. Het kwam in beide gebieden naar de bodem en gleed achter de meer competitieve Seagate 6TB-modellen.
De schijf ondervond ook enkele compatibiliteitsproblemen in ons lab vanwege de 4K-formattering. We kwamen problemen tegen waarbij bepaalde RAID-kaarten, waaronder de populaire LSI 9286-8e, last hadden van lees-/schrijffouten bij het verbinden met een JBOD die met deze schijven was geladen. We kozen uiteindelijk voor een nieuwere SAS3 LSI 9380-8e die niet dezelfde problemen leek te hebben. Een andere tegenwind die Toshiba tegenwerkt, is dat hun capaciteit achterloopt op de rest van de branche. Terwijl anderen een aanbod van 6 TB en 8-10 TB hebben voor use-cases op webschaal, voelt de 5 TB-top van Toshiba een beetje licht aan. Dat gezegd hebbende, er zijn veel gevallen waarin de gebruiker gewoon geen schijven van 6 TB of groter nodig heeft en 5 TB voldoende is om aan de behoefte te voldoen. Als de MG04SCA goed geprijsd is, is het zeker een haalbare optie voor bulkopslagbehoeften op platforms waarvoor het is gekwalificeerd voor compatibiliteit.
VOORDELEN
- Sterke synthetische prestaties
- Persistente schrijfcache helpt de prestaties wanneer de traditionele schrijfcache is uitgeschakeld
NADELEN
- Zwakke applicatieprestaties in SQL Server en MySQL
- De topcapaciteit is lager dan die van concurrenten
- Mogelijke compatibiliteitsproblemen met de host
Tot slot
De Toshiba MG04SCA is baanbrekend als de eerste 4K native enterprise HDD en heeft een complete feature-set voor datacenters die matige prestaties en hoge capaciteit willen. De MG04-lijn loopt echter achter op de markt vanuit een dichtheidsperspectief en hoewel synthetische tests er goed uitzagen, ontbraken de applicatieprestaties. Maar als de prijs concurrerend is, doet de MG04SCA het goed genoeg voor de meeste bulkopslagtaken dat het de moeite waard is om te overwegen.
